半鋼冶煉的過程控制分析

姜國增

摘 要：半鋼冶煉存在諸多難點，吹煉過程中突出表現(xiàn)為：初期渣不易形成、吹煉過程的噴濺和粘槍現(xiàn)象。吹煉的過程控制直接影響初期渣的形成，也直接關(guān)系到是否會產(chǎn)生噴濺和粘槍現(xiàn)象。針對這種狀況，我們通過對供氧制度、造渣工藝進(jìn)行了優(yōu)化，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：半鋼 造渣 過程控制

中圖分類號：TF76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（c）-0086-01

承鋼的鐵水中含有V、Ti、Cr等微量元素，其中的V采用氧化法進(jìn)行提取。鐵水經(jīng)過提釩得到釩渣和半鋼。半鋼直接入轉(zhuǎn)爐煉鋼。因為V、Si、Mn都就極易氧化的元素所以半鋼中的Si、Mn、V等含量都很低，幾乎為痕跡，因此在冶煉過程中，初期渣中缺少SiO2等酸性氧化物使得爐渣的組成較單一不易熔化，造成化渣困難。通常在化渣困難時，為了化渣而長時間的吊槍和低氧壓操作，很容易使渣中FeO大量積聚，控制稍差就會產(chǎn)生噴濺?；щy和噴濺都會造成粘槍現(xiàn)象。同時，還會影響終點成分和溫度的命中，不利于提高拉碳率，改善經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值。適宜的供氧制度和造渣工藝可以有效的改善初期渣形成困難和控制過程噴濺、粘槍等現(xiàn)象，而供氧制度和造渣工藝都要通過冶煉的過程控制來實現(xiàn)。因此，半鋼冶煉的過程控制顯得尤為重要。半鋼冶煉過程控制的關(guān)鍵就是爐渣和過程溫度的控制。

1 半鋼冶煉的前期控制

半鋼冶煉，多采用留渣操作法。實際操作中，在保證安全和滿足濺渣護(hù)爐工藝效果的情況下，盡量多留渣。承鋼的半鋼溫度在1300～1400攝氏度，半鋼碳在3.30%～4.15%，在冶煉過程中溫度基本有富余，需加少量廢鋼，而在廢鋼中配加適量的爐下渣鐵，以利于前期渣的早化.我們還利用轉(zhuǎn)爐渣或鋼包澆余等，混加一些含Mn、SiO2等酸性氧化物的材料，加工成合成渣，做為助熔劑，達(dá)到加快初期渣形成的目的。此外，還可以使用螢石、復(fù)合球、火磚塊等做為助熔劑。

冶煉半鋼時，因為Si、Mn、Ti等元素含量太低，又采用留渣操作，適當(dāng)減少第一批渣料加入量有利于初期渣的形成。供氧制度也是影響初期渣生成的主要因素，合適的槍位和氧壓有利于初期渣的生成。此外，入爐的半鋼溫度高、低也會影響初期渣的生成速度。以承鋼100噸轉(zhuǎn)爐為例，根據(jù)半鋼成分和溫度，來確定石灰等造渣料的加入量和加入時機(jī)。當(dāng)入爐半鋼溫度偏低時，點火開吹后，先供氧1分鐘左右進(jìn)行提溫，然后再加入渣料；當(dāng)入爐半鋼溫度合適，開吹后可直接加入渣料：石灰500kg、輕燒白云石800kg，合成包渣800kg進(jìn)行吹煉，化渣槍位在2.0～2.2m，氧壓在0.73MPa左右，化渣時間基本在4分鐘左右。曾做過實驗；冶煉半鋼時，在前期渣化渣后取110爐渣樣和爐中樣進(jìn)行化驗分析；結(jié)果爐渣的純堿度在1.8～2.2間；爐中的磷含量在0.015%～0.040%，說明此時的爐渣堿度完全可以滿足前期脫磷的需要。吹煉時在前期渣沒化好，只要不動槍位和氧壓，基本不會造成粘槍事故。

2 半鋼冶煉的中期控制

根據(jù)已確定好的石灰等各種造渣料的加入量，計算好補(bǔ)加渣料數(shù)量，要求渣中MgO在12%左右。一般依據(jù)半鋼中硫含量來確定石灰加入量，依據(jù)半鋼溫度、碳和廢鋼量來確定調(diào)溫劑的加入量。若硫不高只需再補(bǔ)加石灰600～700kg，只要過程控制合理即可滿足脫硫去磷的要求。若硫高則需要依據(jù)以0.050%為線，硫每增0.001%相應(yīng)石灰加入量增加1.2kg/T，調(diào)溫劑根據(jù)冷卻效應(yīng)換算減少相應(yīng)當(dāng)量。造渣劑和調(diào)溫劑的加入量、加入時機(jī)要結(jié)合爐渣的化渣程度，槍位、氧壓分批多次加入。冶煉過程要保證化好渣，不噴濺，升溫平穩(wěn)。因為半鋼爐渣渣相較單一，容易出現(xiàn)“返干”現(xiàn)象，所以中期的控制原則：爐渣要化好化透，均勻升溫，避免噴濺和“返干”，否則會造成粘槍和“回磷”。半鋼冶煉通常渣量不是很大，只要操作不出現(xiàn)大的失誤不會產(chǎn)生大的噴濺。吹煉過程中，若發(fā)現(xiàn)溫度過剩，可加入調(diào)溫劑進(jìn)行調(diào)溫，調(diào)溫時適當(dāng)提槍，保證爐內(nèi)升溫平穩(wěn)，避免升溫太快造成“回磷”。調(diào)溫劑要在開吹8min以內(nèi)加入，避免影響產(chǎn)品質(zhì)量。這一時期，如果出現(xiàn)爐渣化不透，或者發(fā)生噴濺、返干等現(xiàn)象都會造成粘槍，所以操作一定要精心。吹煉中期的槍位控制在1.2～2.0m，氧壓控制在0.73～0.91MPa。

3 半鋼冶煉的后期控制

后期控制主要原則是繼續(xù)保持升溫平穩(wěn)，控制好終點溫度，調(diào)整好爐渣的氧化性和流動性，保證終點壓槍時間，以穩(wěn)定火焰和均勻成分、溫度，便于終點拉碳。冶煉后期的控制難點在于溫度與成分間的協(xié)調(diào)，在保證溫度合格的同時，成份也達(dá)到出鋼要求。冶煉后期爐渣的堿度一般在3.5～4.5左右，只要過程升溫平穩(wěn)，終點溫度不過高，磷基本不會高。吹煉后期基本不會出現(xiàn)“返干”和噴濺，所以后期一般不會粘槍。吹煉后期槍位控制在1.0～1.2 m，氧壓0.91MPa左右。

嚴(yán)峻的鋼材市場形勢下，合理的利用鋼中其他元素，創(chuàng)造更多的附加值，有利于我們的企業(yè)走出困境。同時，也可以節(jié)約大量的資源、能源。半鋼的冶煉也會隨著新工藝，新技術(shù)的不斷應(yīng)用而增多。掌握和控制好半鋼冶煉的過程控制技術(shù)，有利于生產(chǎn)順行，降低消耗，節(jié)約成本，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。隨著現(xiàn)代化、自動化和智能化技術(shù)充分的應(yīng)用于半鋼的冶煉中，為促進(jìn)鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有利的條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 周秋松.轉(zhuǎn)爐煉鋼工[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2012.

[2] 王雅貞，張巖.氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2001.

[3] 高海.利用復(fù)合渣球優(yōu)化半鋼造渣工藝研究[J].河北冶金，2008（4）：12-13，28.